تکنولوژی نانو

در دو دهه اخیر ، پیشرفتهای تکنولوﮋی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک بدست آمده است و بسوی تحولی فوق‌العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، ﭘیش می‌رود. برای احساس اندازه‌های فوق ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید، یک نانومتر صد هزار برابر کوچکتراست (). تکنولوﮋی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سر و کار خواهد داشت که چنین ابعاد فوق ریزی دارند. درحال حاضر ﭘروسه‌های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است.



امروزه بشر نمی تواند با داشتن یک دید ثابت همیشگی به فرایندهای طبیعی، شیمیایی و بیوژیکی همچنان مرزهای دانش را گسترش دهد، بلکه نیازبه دید از زوایای مختلف و در ابعاد مختلف جهت رشد و پیشرفت بشر کاملأ حس می گردد. نگاه از ابعاد بزرگ و وسیع مثل نقشه برداری از شهرها و کشورها توسط ماهواره و غیره اطلاعاتی می دهد که بادید طبیعی غیر قابل حصول می باشد.

از طرفی نگاه به طبیعت و فرایندهای شیمیای بیولوژیکی از دید میکرونی و نانومتری یعنی در ابعاد اتمی اطلاعاتی به دست می دهد که بسیار راحت تر می توان به رمز و راز آن پدیده پی برد و مسیر حرکتی آن را مشخص و خواسته ها و نظرهای شخصی را به آن اعمال نمود. آنچه که امروز تحت عنوان نانو تکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده های در ابعاد اتمی و آنگسترومی می باشد که مسیری مشکل با آینده ای روشن و نتایجی بس شگفت انگیز است.

پیشرفت اخیر در ساخت Carbon nonatubes، چیپس های کامپیوتری، موتورهای بیومولکولی و nanomachines، گرد و غبارهای هوشمند، سنسورهای با ابعاد باکتری، *****های میکرونی و دیگر موارد موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، الکترونیک، هوافضا، بیوشیمی، محیط زیست، شیمی و دیگر علوم را فراهم آورده است. درا ین زمینه، علم شیمی نیز بی بهره نبوده و با حضور روش های میکروسکوپی و الکترودهای با ابعاد نانو متر امکان بررسی ساختار و شناسایی بسیاری از سطوح فلزی و غیر فلزی میسر شده است. در این مقاله به بررسی روش های مختلف آنالیز سطح در شیمی و الکتروشیمی پرداخته و کاربردهای آنها مشخص می گردد.
نانو تکنولوژی عرصه ای است که امروزه بیش از پیش اهمیت آن مشخص شده است. در واقع در هر زمینه علمی و در اکثر علوم استفاده از نانو تکنولوژی به نحوی موجبات توسعه و پیشرفت در آن زمینه علمی شده است. در الکتروشیمی تجزیه ای که خود زمینه علمی بسیار گسترده ای می باشند با حضور نانو تکنولوژی تغییر و تحولی دو چندان پیدا نموده است. آنچه که در الکتروشیمی تجزیه ای مهم است اطلاعات پیرامون سطح الکترودها، سطوح نمونه ها وسایر سطوح مورد نظر می باشد. هر گونه غیر یکنواختی در سطوح موجبات عدم تکرار پذیری در دریافت نتایج آزمایشات می باشد.
همچنین بسیاری از بر هم کنش ها در زندگی روزمره در گرو خواص سطوح بر هم کنش می باشد. اطلاعات پیرامون خوردگی سطوح، شکست یا ساییدگی سطوح، غیر یکنواختی سطوح، شناخت اجزای موجود در سطوح و درجه اکسیداسیون آنها جهت مطالعه فرایندها بسیار ضروری می باشد.
این اطلاعات مهم با حضور نانو تکنولوژی قابل دست یابی بوده و روش های مختلف میکروسکوپی جهت آنالیز سطوح توسعه و بهبود یافته اند. این روش قادر به آنالیز سطح در ابعاد اتمی می باشند که از پیشرفت های شگرف در زمینه شناخت سطوح می باشد. از جمله این روش ها می توان به روش های:
1-Force Microscopy (AFM) Atomic
2-Scanning Tunneling Microscopy (STM)
3- Scanning Electron Microscopy (SEM)
4-Scanning Electro Chemical Microscopy (SECM)
5-Field Optical Microscopy (NFOM) Near
6-X- Ray Photoelecton Spectroscopy (XPS, ESCA)
و دیگر روش ها اشاره نمود که در ادامه این روش ها معرفی میگردند.

تئوری:
بسیاری از واکنش های شیمیایی در سطح جامدات اتفاق می افتد که از آن جمله می توان به واکنش های کاتالیزوری، الکتروشیمی و دیگر واکنش ها اشاره نمود. فهم بیشتر این واکنش ها نیاز به فهم بیشتر و علم بیشتر پیرامون ساختار و ترکیب سطوح دارد. روش های آنالیز سطح به دو دسته کلی تقسیم می گردند.
1-روش هایی که برای آنالیز عنصری سطوح به کار می روند که در واقع این روش ها اطلاعاتی راجع به ساختار و اجزای سطوح به ما می دهند.
2-روش های که برای تصویر برداری سطوح به کار می روند و در واقع این روش ها نقشه ای از میزان هموار بودن یا ناهمواری و غیز یکنواختی در سطوح را می دهند. تعدادی از این روش ها که در علم شیمی از عمده روش های تجزیه سطح می باشند معرفی می گردند

دیدکلی

تصویر

تاریخچه

تکنولوﮋی در قرن گذشته در هر چه ریزتر کردن دانه‌های بزرگتر ﭘیشرفت چشمگیری داشت، بطوری که به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی (Sub - Atomic) نه تنها جایزه نوبل ندارد، بلکه به آن جریمه هم تعلق می‌گیرد. تکنولوﮋی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می‌کند. یعنی مواد فوق ریز را باید ترکیب کرد تا دانه‌های بزرگتر و کارآمد بوجود آ ورد. درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است. مجموعه‌های طبیعی ، ترکیبی از دانه‌های فوق ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه‌هایی در حدود نانو است.

معجزه نانو تکنولوژی

به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسان در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی را خواهند داشت. از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه‌ای و ... رنج نخواهد برد. قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بینهایت خواهد شد. در هزاره‌های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه‌های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از این همه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره‌های قبل کشیده‌اند، متعجب و متأثر خواهند بود.

تازه‌های نانو تکنولوژی

اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوﮋی فوق ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم. باید هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و معجزه آسای اندیشه بشر را دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم.